痘病毒 - 來自動物的新威脅

科學人夏哈（Sonia Shah） 重點提要 ■ 當天花在35年前被根除後，人們即不再接種疫苗。 ■ 在這段期間，人們不僅失去對天花的抵抗力，也同時失去因接種天花疫苗所得到對其他痘病毒的保護力。 ■ 猴痘病毒和牛痘病毒的病例數已經升高，顯示這可能是繼天花後所衍生的新興全球性災禍。 一萬年前，當天花出現的時候，人們除了祈求上天的幫助之外，別無選擇。之後人們知道這是由天花病毒所造成的疾病，鼻腔和喉嚨內層是它的主要攻擊目標，並擴散至全身，直到皮膚長滿疹子，然後發展成充滿病毒的水疱。自有歷史記錄以來，遭受這個「斑點怪獸」感染的人有1/3死亡，光是20世紀，就造成三億人的生命被犧牲。 到了1970年代後期，這個死亡災禍終於從地球上消失。這得感謝大規模的預防接種保護了無數的人，並僅在他們的上臂留下一小道疤。天花病毒在大自然中無處可藏（人類是它唯一的宿主），它幾乎被趕盡殺絕。如今已知的病毒標本分別被封鎖在美國和俄羅斯的國家實驗室中。除非發生重大的實驗室意外、蓄意釋放或針對此病毒進行基因改造，天花將不會在這個世界上散播死亡和苦難。 世界衛生組織（WHO）負責籌劃這項根除活動，並在1979年（最後一起發生於索馬利醫院工作人員的偶發性感染之後兩年）宣佈天花完全根除。在那之後，沒有任何國家對人民例行接種天花疫苗，直到美國在2001年遭受恐怖攻擊後開始針對特定醫療人員和軍人進行接種。然而這樣的情況持續下去，當整個世代邁入成年期，缺乏對天花的免疫力將導致嚴重的後遺症。 這裡還有另一個重點：天花疫苗不僅針對天花病毒產生保護，同時對其近親病毒（包括猴痘病毒和牛痘病毒）也具有抵抗力。由於當時天花感染的規模較大，因此疫苗所產生的間接保護效益相對地不明顯。 如今已不再廣泛接種天花疫苗，隨之而來的問題就是：這些和天花病毒同屬於正痘病毒屬（Orthopoxvirus）的病原，會不會對人類造成新的威脅？這樣的擔心是有理由的。不同於天花病毒，牛痘病毒和猴痘病毒在自然界可潛伏於齧齒類和其他生物身上，因此它們無法完全根絕。近年來猴痘病毒和牛痘病毒發生於人類的病例數不斷增加，這兩種病毒開始感染自然宿主以外的生物，提高了它們可能發展出新散播途徑的可能性。 沒有人能預先知道猴痘病毒和牛痘病毒會如何隨著時間演化，但病毒學家擔心，如果它們因突變而更容易在人類之間傳染，可能造成全球大規模的災難。這個殘酷的可能性驅使一小群病毒學家研究這些（或任何一種）病毒造成痘瘟疫的可能性，以便當它們發展出具有威脅性徵兆前敲響警鐘。 嚴重性大不同 痘病毒的歷史記錄和生物學，提供我們了解這些天花病毒的近親未來將如何發展的一些線索。根據歷史記載，60%禍害人類的病原，包括正痘病毒，皆源自其他脊椎動物。最接近天花病毒的近親taterapox病毒，於1968年在非洲沙鼠身上分離出來。分子層次的分析發現：天花病毒的祖先可能從目前已經絕種的非洲齧齒類身上開始演化。同樣地，牛痘病毒和猴痘病毒，撇開它們的名稱，和牛、猴無關，而是潛伏在田鼠、松鼠和其他野生齧齒類身上。 美國聖路易大學的微生物學家布勒（Mark Buller）說：「當天花病毒的祖先首次傳染到人類身上時，它的感染性可能不是很強。」布勒和其他科學家推測：隨著時間演進，出現了更具傳染力的變異病毒。這個重要的變化使天花可藉由受感染者咳嗽、呼氣或打噴嚏傳播。同時人類的居住方式越來越群聚，使得人與人之間的傳染更加容易。綜合了生物學上的變化和人類環境的改變，給予這個新興病毒成為全球性災難的機會。 然而容易傳播的病毒不見得是致命的，科學家也無法解釋為何痘病毒的嚴重程度差異如此大。對大部份的人來說，感染了牛痘、駱駝痘和浣熊痘，頂多在皮膚上出現無害的紅疹或膿包，之後即自動痊癒；但人類感染了猴痘，則可能死亡。即使如此，也不是所有的猴痘病毒都一樣危險。最嚴重的亞型發生在剛果盆地，造成10%的感染者死亡；而發生在西非的猴痘則不會致命。2003年，西半球出現了第一個感染來自西非猴痘病毒的病例。美國有六個州爆發了此疫情，並造成19人住院，其中有一名孩童併發腦炎、一名婦女因此失明而需要角膜移植。調查員追蹤感染途徑發現，病毒來自從迦納進口的齧齒類，先傳遞給做為寵物的草原犬鼠，再感染了牠們的飼主。藉由中間宿主的傳遞，讓這種很少有機會接觸到人類的病毒能夠傳染給很多人。 細微的基因變異可能有助於解釋感染痘病毒後發病嚴重程度的不同。舉例來說，有些痘病毒帶有製造干擾免疫系統蛋白質的基因，因此可在感染後躲過免疫系統的攻擊。當科學家在比較不同痘病毒的基因時，他們把目標瞄準這些病毒共有的基因。在最致命的天花病毒中，這個基因誘發一種蛋白質的產生，而這種蛋白質已證實可抑制一些由免疫細胞協調作為反擊病毒的反應。但相同的基因在剛果猴痘病毒株中（其毒性小於天花病毒）所表現出的蛋白質卻較短。 科學家想了解不同的痘病毒如何獲得這些基因，並解釋為何猴痘病毒和其近親可能演變成比現在更具威脅性的病毒。這些基因並非痘病毒複製所需，顯然是經由演化後，從它們過去所感染的生物體所取得。然而令人好奇的是，在正常的感染過程中，痘病毒並不會接觸到宿主細胞儲存於細胞核中的遺傳物質。那麼，演化過程中痘病毒究竟是如何獲得這些基因呢？